[국민을 위한 국민의 기업] 한화임팩트와 손잡고 세계 첫 수소비율 60% ‘수소혼소발전실증’에 성공

중앙일보

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한국서부발전

 지난 6월 충남 서산 한화대산공장에서 열린 ‘수소혼소발전 실증 기념식’에 참석한 박형덕 서부발전 사장(오른쪽 다섯 번째)과 관계자가 수소혼소율 59.5% 달성을 축하하고 있다. [사진 한국서부발전]

지난 6월 충남 서산 한화대산공장에서 열린 ‘수소혼소발전 실증 기념식’에 참석한 박형덕 서부발전 사장(오른쪽 다섯 번째)과 관계자가 수소혼소율 59.5% 달성을 축하하고 있다. [사진 한국서부발전]

수소발전은 기존 발전시설을 활용해 이산화탄소 배출을 획기적으로 저감할 수 있는 대체기술로 주목받고 있다.

수소발전으로 가기 위해 선행돼야 하는 게 수소혼소 발전이다. 수소혼소 발전이란 기존 가스복합발전 연료인 LNG에 청정연료인 수소를 혼합해 연소하는 기술이다. LNG에 수소를 혼합할 경우 비율만큼 기존 LNG 대비 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있다.

국내에서는 한화임팩트가 수소혼소 기술구현에 가장 근접해있다. 한국서부발전은 한화임팩트와 2021년부터 국내 처음으로 수소혼소 기술개발에 나섰다. 당시 한화임팩트는 수소혼소율 30% 기술을 확보한 상태였다. 서부발전은 이를 뛰어넘어 수소혼소율 50%에 도전했다. 이듬해 서부발전 평택발전본부에서 노후한 80MW급 가스터빈을 떼어다 한화임팩트대산공장으로 옮겨 수소혼소가 가능한 가스터빈으로 개조했다.

서부발전과 한화임팩트는 1년여 기술개발 끝에 세계 최초로 수소비율을 약 60%까지 끌어올린 수소혼소발전실증에 성공했다. 당초 계획을 뛰어넘은 역대급 성과를 달성한 셈이다. 수소혼소 가스터빈 개발의 성공 여부는 ‘수소 연소기 기술’과 ‘화염 제어 기술’에 달려 있었다. 터빈 제작 관련 기술이 전부 외국산에 의존하고 있어 국산화에 애를 먹었다.

하지만 한화임팩트는 국내 중소·중견기업들과 협력을 통해 국산 기술로 혼소터빈 개발에 성공했다. 특히 독자적인 수소 연소기 기술개발을 통해 질소산화물 배출량을 국내허용치(20ppm)의 30% 수준인 6ppm 이하로 저감했다.

별도의 저감장치 없이 질소산화물 배출량을 줄인 것은 의미가 크다. 약 60%의 수소혼소율로 발전하는 동안 LNG 발전 대비 배출가스 내 이산화탄소 저감률은 실증목표의 최고 수준인 22%를 달성했다. 이번 실증 성공으로 국내 발전시장은 새로운 전환점을 맞을 것으로 예상한다. 현재 국내 가동 중인 LNG 가스터빈의 연간 온실가스 배출량은 2021년 기준 약 6600만t으로 추정된다.

서부발전 관계자는 “이번 실증을 통해 중대형 가스터빈의 수소혼소 발전에서 이산화탄소와 질소산화물 배출량을 획기적으로 저감하는 성과를 달성했다”며 “한화임팩트와 향후 150MW급 가스터빈 실증을 추진해 국내에 친환경 무탄소 발전소를 상용화하도록 노력하겠다”고 말했다.

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